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风力发电厂压缩空气蓄能的研究

作　者: 高朋艳
导　师: 朱萍
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 动力机械及工程
关键词: 风力发电压缩空气蓄能空气压缩机透平膨胀机储气容器
分类号: TM619
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

风能作为清洁、可再生能源有着广阔的发展前景,然而,深入开展风力发电仍然受到部分的限制,这是由于风力具有间断的和波动的特性。要使风能在电力系统中得到大规模的发展,就需要研究并解决这一问题。若能增加储能部分,使风力发电运行“平稳”和“可靠”,则风力发电就能够得到深度开发。应用压缩空气蓄能(CAES)系统可有效地解决这一问题。压缩空气蓄能电站是一种新型电能存储系统,具有经济性好、负荷范围大等优点,该系统可分为两个子系统,分别是蓄能子系统和发电子系统。本文设计了压缩空气蓄能发电系统,用于解决风力发电遇到的此类问题。不同的能量存储方式其各自的特点、适用范围有所不同,分别对各种蓄能形式进行分析和总结,对比压缩空气蓄能发电形式,可以得出压缩空气蓄能电站的投资及运行维护的费用较少,负荷范围较大等优点,在风力发电的蓄能问题中应有广泛应用的空间。提出压缩空气蓄能的压缩空间不同的选取方案,利用空气储气罐作为存储空间,可减少挖掘地下空洞的初期投资,并有效控制储能装置中能量释放速度和时间,可使发电装置在需要的时候,一直工作在额定功率下,高效率地转化能量,并获得稳定可靠的电能。对各系统进行计算分析,指出其应用的可行性；建立系统模型,进行系统设备选型,对其热力过程分析计算,得出系统设备应用情况,计算各主要参数；分析其静态和动态的经济效益。最后,分析得出利用压缩空气蓄能作为风力发电厂蓄能装置的优势。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9-10
  1.2 现有蓄能方式对比  10-13
    1.2.1 电池蓄能  10
    1.2.2 抽水蓄能  10-11
    1.2.3 飞轮蓄能  11-12
    1.2.4 超导电磁蓄能  12
    1.2.5 压缩空气蓄能  12-13
  1.3 国内外研究发展现状  13-15
  1.4 课题研究的主要内容  15-17
    1.4.1 系统研究方案  15-16
    1.4.2 研究的主要内容  16-17
第2章蓄能系统分析  17-36
  2.1 引言  17-18
  2.2 蓄能过程分析  18-26
    2.2.1 实际压缩过程  18-19
    2.2.2 蓄能系统优化设计  19-22
    2.2.3 系统建模  22-26
  2.3 主要设备设计选型  26-34
  2.4 本章小结  34-36
第3章发电系统分析  36-48
  3.1 引言  36
  3.2 常规发电系统分析  36-38
  3.3 发电过程分析  38-43
    3.3.1 实际膨胀过程  38-39
    3.3.2 发电系统优化设计  39-41
    3.3.3 系统建模  41-43
  3.4 主要设备设计选型  43-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章系统投资与效益评价  48-56
  4.1 项目投资分析  48-53
  4.2 静态效益  53-54
    4.2.1 容量效益  53
    4.2.2 备用效益  53-54
    4.2.3 环保效益  54
  4.3 动态效益  54-55
  4.4 综合效益  55
  4.5 本章小结  55-56
第5章结论与展望  56-58
  5.1 结论  56-57
  5.2 展望  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果  61-62
致谢  62

风力发电厂压缩空气蓄能的研究

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